А был ли компьютер?
С 2011 года американская компания D-Wave продает квантовые компьютеры со 128-кубитным чипсетом. Однако в научном сообществе машину воспринимают скептически: компания не может доказать или не утруждает себя доказательством, что аппарат в действительности является квантовым компьютером. В частности, нет данных о том, что все 128 кубитов вовлечены в эффект квантовой запутанности. По некоторым сведениям, компьютер представляет собой объединение 8-кубитных чипов.
Кроме того, D-Wave — это, по сути, адиабатический квантовый компьютер, в котором не происходит перехода кубитов с одного энергетического уровня на другой. Вместо этого используются небольшие колебания нижнего состояния, в котором кубит более стабилен и в меньшей степени подвержен шумам. Адиабатический компьютер не позволяет реализовать основные квантовые алгоритмы, а использует лишь особые узкоспециализированные механизмы вычислений.
***
Ква́нтовая запу́танность[1] (см. раздел «Название явления в русскоязычных источниках») — квантовомеханическое явление, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Такая взаимозависимость сохраняется, даже если эти объекты разнесены в пространстве за пределы любых известных взаимодействий, что находится в логическом противоречии с принципом локальности. Например, можно получить пару фотонов, находящихся в запутанном состоянии, и тогда если при измерении спина первой частицы спиральность оказывается положительной, то спиральность второй всегда оказывается отрицательной, и наоборот.
Спиральность— характеристика состояния элементарной частицы. Представляет собой проекцию спина частицы на направление движения. Используется при описании элементарных частиц, движущихся со скоростью света или близкой к ней. Различают:
Отрицательную или «левую» — спин направлен против направления движения частицы;
Положительную или «правую» — спин направлен по движению частицы.
Спиральность частицы h определяется нормированным скалярным произведением векторов спина частицы на её импульс:
h=s⃗⋅p⃗|s⃗||p⃗|
Левоспиральные слептоны распадаются в основном на чарджино и нейтралино
***
Наш жизненный опыт подсказывает, что в окружающем макромире не бывает суперпозиции: чашка с кофе стоит всегда либо слева, либо справа от вас, а настольная лампа всегда либо горит, либо нет.
В микромире действует еще один странный принцип — любое измерение, производимое над частицей, оказывает на нее необратимое воздействие: суперпозиция состояний возможна только до тех пор, пока не произведено измерение. Как только мы «знаем», что электрон находится, например, в состоянии «спин вверх», суперпозиция исчезает.
Регистры
Обычные компьютеры хранят информацию в ячейках, каждая из которых либо имеет электрический заряд, либо нет. Каждая такая ячейка соответствует минимальной единице информации — биту. Бит может быть равен нулю или единице. Хороший пример бита — это рубильник, который включает электролампу. Его значение либо 0 (лампа выключена), либо 1 (лампа включена). В квантовом компьютере аналогом бита является кубит (квантовый бит), который благодаря принципу суперпозиции находится в двух состояниях одновременно. Как в классических, так и в квантовых компьютерах биты или кубиты объединены в последовательности — регистры. Обычный двухбитовый регистр может хранить 4 значения — 00, 01, 10 или 11, но только одно из них в данный конкретный момент времени. А вот в двухкубитовом регистре одновременно находятся все 4 возможных значения. (Вообще в регистре размером N кубитов одновременно «живут» все возможные 2n значений.)